JPH11867A - 超砥粒工具およびその製造方法 - Google Patents
超砥粒工具およびその製造方法Info
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- JPH11867A JPH11867A JP16959397A JP16959397A JPH11867A JP H11867 A JPH11867 A JP H11867A JP 16959397 A JP16959397 A JP 16959397A JP 16959397 A JP16959397 A JP 16959397A JP H11867 A JPH11867 A JP H11867A
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- superabrasive
- grains
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- super
- abrasive grains
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐久性のある粗粒の超砥粒を用いて、細粒の
超砥粒を用いたのと同様な高い研削精度を備える超砥粒
工具を提供する。 【解決手段】 超砥粒をボンド材で結合してなる超砥粒
層を有する超砥粒工具において、超砥粒層２を超砥粒４
の露出部にレーザービームによる凹部１を備える超砥粒
で形成する。
超砥粒を用いたのと同様な高い研削精度を備える超砥粒
工具を提供する。 【解決手段】 超砥粒をボンド材で結合してなる超砥粒
層を有する超砥粒工具において、超砥粒層２を超砥粒４
の露出部にレーザービームによる凹部１を備える超砥粒
で形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、超砥粒をボンド材
で結合してなる超砥粒層を有する超砥粒工具に関するも
のである。
で結合してなる超砥粒層を有する超砥粒工具に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】超砥粒をボンド材で結合してなる超砥粒
層を有する超砥粒工具には、ホイール、ロータリードレ
ッサー等がある。これらの超砥粒工具の超砥粒層として
メタルボンド、レジンボンド、ビトリファイドボンドで
結合したものが知られている。また、超砥粒を単層に結
合した工具としては、超砥粒を電気メッキ法または化学
メッキ法によつて台金上に一層だけ結合した電着ボン
ド、およびダイヤモンド砥粒については、ニッケル、コ
バルト、クロームよりなる合金または銀、銅、チタンよ
りなる合金が、ダイヤモンド砥粒表面を容易にぬらす特
性を利用し、この合金によりダイヤモンド砥粒を台金に
直接接合するロウ材ボンドで結合したものが知られてい
る。
層を有する超砥粒工具には、ホイール、ロータリードレ
ッサー等がある。これらの超砥粒工具の超砥粒層として
メタルボンド、レジンボンド、ビトリファイドボンドで
結合したものが知られている。また、超砥粒を単層に結
合した工具としては、超砥粒を電気メッキ法または化学
メッキ法によつて台金上に一層だけ結合した電着ボン
ド、およびダイヤモンド砥粒については、ニッケル、コ
バルト、クロームよりなる合金または銀、銅、チタンよ
りなる合金が、ダイヤモンド砥粒表面を容易にぬらす特
性を利用し、この合金によりダイヤモンド砥粒を台金に
直接接合するロウ材ボンドで結合したものが知られてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】すでに、高精度、高品
位加工を達成する砥石として、微粒ダイヤモンドを用い
たポーラスレジンボンド砥石が提案されている。この砥
石はポーラス部によってチップポケツトの増加をはかっ
たものである。ところが、仕上げ面の高い平坦度が要求
されるような研削においては、超砥粒層に弾性を有する
上記ポーラスレジンボンド砥石は必ずしも十分とは言え
ず、剛性が高く有効砥粒数の多い超砥粒層を備えた超砥
粒砥石の出現が望まれる。
位加工を達成する砥石として、微粒ダイヤモンドを用い
たポーラスレジンボンド砥石が提案されている。この砥
石はポーラス部によってチップポケツトの増加をはかっ
たものである。ところが、仕上げ面の高い平坦度が要求
されるような研削においては、超砥粒層に弾性を有する
上記ポーラスレジンボンド砥石は必ずしも十分とは言え
ず、剛性が高く有効砥粒数の多い超砥粒層を備えた超砥
粒砥石の出現が望まれる。
【０００４】被研削面の表面粗さは、超砥粒砥石表面の
単位面積当たりの有効砥粒数で決まるとされているが、
用いた超砥粒の粒径・集中度に対する有効砥粒数をどの
ようにして把握するかは明確とは言い難く、用いた超砥
粒の粒径の大小により、常に次のような問題も有してい
る。
単位面積当たりの有効砥粒数で決まるとされているが、
用いた超砥粒の粒径・集中度に対する有効砥粒数をどの
ようにして把握するかは明確とは言い難く、用いた超砥
粒の粒径の大小により、常に次のような問題も有してい
る。
【０００５】大きいもの、即ち粗粒では、ボンド材、そ
の他の保持体によって保持される粗粒の表面積が広く採
れ、そのため保持力が強く、粗粒の脱落が少なく、研削
液の流れもよいが、被研削面の精度、表面粗さは粗い。
これに対し、小さいもの、即ち細粒では、被研削面の精
度、表面粗さを細かくすることは可能であるが、保持体
による細粒の保持力は弱く、細粒の脱落が多く、研削液
の流れも悪い。従って、目づまりしやすく、研削性能が
低く、少しの超砥粒摩耗で寿命となる。
の他の保持体によって保持される粗粒の表面積が広く採
れ、そのため保持力が強く、粗粒の脱落が少なく、研削
液の流れもよいが、被研削面の精度、表面粗さは粗い。
これに対し、小さいもの、即ち細粒では、被研削面の精
度、表面粗さを細かくすることは可能であるが、保持体
による細粒の保持力は弱く、細粒の脱落が多く、研削液
の流れも悪い。従って、目づまりしやすく、研削性能が
低く、少しの超砥粒摩耗で寿命となる。
【０００６】このような観点から、本出願人は先に、特
願平９−２９５３７号をもって、超砥粒の集中度を上げ
ないで、有効砥粒数を増加させ、従来の粗粒並びに細粒
を用いた超砥粒砥石のそれぞれの長所を兼ね備えた「超
砥粒砥石及びその製造方法」と題する出願をした。
願平９−２９５３７号をもって、超砥粒の集中度を上げ
ないで、有効砥粒数を増加させ、従来の粗粒並びに細粒
を用いた超砥粒砥石のそれぞれの長所を兼ね備えた「超
砥粒砥石及びその製造方法」と題する出願をした。
【０００７】前記の技術内容は、超砥粒をボンド材で結
合してなる超砥粒層を有する砥石において、該ボンド材
表面と略同一高さの超砥粒表面を溝によって分割し、用
いた超砥粒の粒径・集中度に対する有効砥粒数を増加さ
せるとするものであるが、その後の検討により、本発明
はレーザービームによって超砥粒表面に形成される溝に
よらないで、超砥粒の粒径・集中度に対して有効砥粒数
を増加させたのと同様な効果を有する超砥粒工具を提案
するものである。
合してなる超砥粒層を有する砥石において、該ボンド材
表面と略同一高さの超砥粒表面を溝によって分割し、用
いた超砥粒の粒径・集中度に対する有効砥粒数を増加さ
せるとするものであるが、その後の検討により、本発明
はレーザービームによって超砥粒表面に形成される溝に
よらないで、超砥粒の粒径・集中度に対して有効砥粒数
を増加させたのと同様な効果を有する超砥粒工具を提案
するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は前述のように、
超砥粒表面をレーザービームによる溝切りによって分割
した超砥粒を用いる替わりに、超砥粒層の超砥粒露出部
にレーザービームによる単数または複数の凹部が形成さ
れていることを特徴とする。上記凹部の直径並びに深さ
は２０μｍ以上あることが必要で、好ましくは直径が５
０μｍ以上で深さを３０μｍ以上とすることである。ま
た超砥粒層のボンド材露出部および超砥粒とボンド材露
出部の境界にまたがる凹部が形成されていることがより
好ましい。
超砥粒表面をレーザービームによる溝切りによって分割
した超砥粒を用いる替わりに、超砥粒層の超砥粒露出部
にレーザービームによる単数または複数の凹部が形成さ
れていることを特徴とする。上記凹部の直径並びに深さ
は２０μｍ以上あることが必要で、好ましくは直径が５
０μｍ以上で深さを３０μｍ以上とすることである。ま
た超砥粒層のボンド材露出部および超砥粒とボンド材露
出部の境界にまたがる凹部が形成されていることがより
好ましい。
【０００９】この方法によれば、相対的に集中度の低い
大きな超砥粒の粗粒を用い、そのボンド材よりの露出部
を平坦面に加工し、平坦面上に単数又は複数の凹部を設
けて凹部のコーナー部５に切れ刃を持たせることによ
り、あたかも集中度の高い細粒の超砥粒層表面のように
有効砥粒数を増大することができるのである。用いる超
砥粒が角柱型で突出部に始めから平坦面がある場合、ま
たは、露出部高さが極めて均一に揃っている場合は、ツ
ルーイング等の平坦面加工を省略することができる。
大きな超砥粒の粗粒を用い、そのボンド材よりの露出部
を平坦面に加工し、平坦面上に単数又は複数の凹部を設
けて凹部のコーナー部５に切れ刃を持たせることによ
り、あたかも集中度の高い細粒の超砥粒層表面のように
有効砥粒数を増大することができるのである。用いる超
砥粒が角柱型で突出部に始めから平坦面がある場合、ま
たは、露出部高さが極めて均一に揃っている場合は、ツ
ルーイング等の平坦面加工を省略することができる。
【００１０】そして、この超砥粒層露出部に形成される
凹部の直径は、５０μｍ以上かつ深さは３０μｍ以上で
あることが凹部のコーナー部を切れ刃として作用させる
ことおよび、切り粉の排出を考慮したうえで必要であ
る。比較的大きな超砥粒はその粒径の略揃ったものを用
いることにより、またその用いる粒径は５０μｍ以上好
ましくは、♯２０から♯４０の範囲の中から選ぶことに
よりよい効果を発揮することができる。
凹部の直径は、５０μｍ以上かつ深さは３０μｍ以上で
あることが凹部のコーナー部を切れ刃として作用させる
ことおよび、切り粉の排出を考慮したうえで必要であ
る。比較的大きな超砥粒はその粒径の略揃ったものを用
いることにより、またその用いる粒径は５０μｍ以上好
ましくは、♯２０から♯４０の範囲の中から選ぶことに
よりよい効果を発揮することができる。
【００１１】さらに、凹部を形成するのは超砥粒露出部
だけでなく、超砥粒層のボンド材露出部および超砥粒と
ボンド材露出部の境界にまたがる凹部が形成されている
ことにより、一層切れ味の良い、切り粉の排出に優れた
超砥粒工具が得られる。すなわち、凹部は超砥粒層露出
部全面に形成されていることが効果的で、概略、凹部の
開口部面積は超砥粒層露出部全表面積の２０％以上であ
ることが必要である。
だけでなく、超砥粒層のボンド材露出部および超砥粒と
ボンド材露出部の境界にまたがる凹部が形成されている
ことにより、一層切れ味の良い、切り粉の排出に優れた
超砥粒工具が得られる。すなわち、凹部は超砥粒層露出
部全面に形成されていることが効果的で、概略、凹部の
開口部面積は超砥粒層露出部全表面積の２０％以上であ
ることが必要である。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下具体的な実施例により本発明
を説明する。
を説明する。
【００１３】
（実施例１） １．カップ型ホイール（６Ａ２型） 外径１２５ｍｍ、幅７ｍｍ、ダイヤモンド粒度＃１８／
２０（平均粒径９００μｍ） 電気メッキタイプ ２．ホイールのツルーイング条件 ＃１２０のダイヤモンドホイールで３０μｍ除去して、
砥粒先端部に平坦面を形成した。 ３．ホイールのレーザー凹部加工条件と凹部の形態 使用機・・・・ＹＡＧレーザー 照射方向・・・超砥粒層の垂直方向 出力・・・・・４０Ｗ 凹部直径・・・φ５０μｍ 凹部深さ・・・３０〜５０μｍ 凹部間隔・・・１００μｍ（１００μｍの碁板目の交点
に凹を設けた） ４．レーザー凹部付きホイールの研削性能確認テスト 研削盤・・・・立軸平面研削盤 工作物・・・・シリコン単結晶 この試験で研削抵抗が、凹部なしのホイール加工に比
べ、２０〜３０％低減した。
２０（平均粒径９００μｍ） 電気メッキタイプ ２．ホイールのツルーイング条件 ＃１２０のダイヤモンドホイールで３０μｍ除去して、
砥粒先端部に平坦面を形成した。 ３．ホイールのレーザー凹部加工条件と凹部の形態 使用機・・・・ＹＡＧレーザー 照射方向・・・超砥粒層の垂直方向 出力・・・・・４０Ｗ 凹部直径・・・φ５０μｍ 凹部深さ・・・３０〜５０μｍ 凹部間隔・・・１００μｍ（１００μｍの碁板目の交点
に凹を設けた） ４．レーザー凹部付きホイールの研削性能確認テスト 研削盤・・・・立軸平面研削盤 工作物・・・・シリコン単結晶 この試験で研削抵抗が、凹部なしのホイール加工に比
べ、２０〜３０％低減した。
【００１４】（実施例２） １．ロータリードレッサー 外径８０ｍｍ、幅２０ｍｍ、ダイヤモンド粒度＃５０／
６０（平均粒径３００μｍ） 反転メッキタイプ ２．ロータリードレツサーのレーザー凹部加工条件と凹
部の形態 使用機・・・・ＹＧＡレーザー 照射方向・・・超砥粒層の垂直方向に照射 出力・・・・・４０Ｗ 凹部直径・・・φ５０μｍ 凹部深さ・・・３０〜５０μｍ 凹部ピツチ・・１００μｍ ３．レーザー凹部付きロータリードレッサーのドレス性
能確認テスト 研削盤・・・横軸平面研削盤 ロータリードレッサーの駆動装置・・・大阪ダイヤモン
ド工業（株）製ＳＧＳ−５０型 対象砥石・・・ＷＡ８０Ｋ 外径３００ｍｍ 幅１５ｍ
ｍ ドレス条件・・・周速度比 ０．３ 切り込み速度 ２
ｍｍ／ｍｉｎ
６０（平均粒径３００μｍ） 反転メッキタイプ ２．ロータリードレツサーのレーザー凹部加工条件と凹
部の形態 使用機・・・・ＹＧＡレーザー 照射方向・・・超砥粒層の垂直方向に照射 出力・・・・・４０Ｗ 凹部直径・・・φ５０μｍ 凹部深さ・・・３０〜５０μｍ 凹部ピツチ・・１００μｍ ３．レーザー凹部付きロータリードレッサーのドレス性
能確認テスト 研削盤・・・横軸平面研削盤 ロータリードレッサーの駆動装置・・・大阪ダイヤモン
ド工業（株）製ＳＧＳ−５０型 対象砥石・・・ＷＡ８０Ｋ 外径３００ｍｍ 幅１５ｍ
ｍ ドレス条件・・・周速度比 ０．３ 切り込み速度 ２
ｍｍ／ｍｉｎ
【００１５】従来から使用してきたロータリードレッサ
ーに比較し、本発明のレーザー凹部付きロータリードレ
ッサーにより、ドレス抵抗が２０〜３０％低減した。
ーに比較し、本発明のレーザー凹部付きロータリードレ
ッサーにより、ドレス抵抗が２０〜３０％低減した。
【００１６】図１は台金上に形成された超砥粒層の断面
模式図である。１はレーザービームにより超砥粒面に形
成された凹部を示し、２は超砥粒とボンド材を含む超砥
粒層を示し、３は台金、４は超砥粒、Ｈは凹部深さ、Ｄ
は凹部直径を示す。また、図２は凹部が形成されたダイ
ヤモンド砥粒の断面を拡大して示した模式図で５は凹部
１のコーナー部である。超砥粒層形成の超砥粒固定の段
階で、超砥粒の高さを揃える仕上げを行い、その後、１
００μｍのピッチで照射を断続し、位置を変えながら凹
部を形成する。実施例１、２において露出したダイヤモ
ンド砥粒先端部には単数または複数の凹部が形成され
る。照射時レーザービームが超砥粒の露出部と超砥粒層
を形成するボンド材の露出部との境界に跨がる凹部やボ
ンド材の露出部に凹部ができるが、超砥粒層の全面に凹
部を形成すれば、優れた超砥粒工具が得られる。
模式図である。１はレーザービームにより超砥粒面に形
成された凹部を示し、２は超砥粒とボンド材を含む超砥
粒層を示し、３は台金、４は超砥粒、Ｈは凹部深さ、Ｄ
は凹部直径を示す。また、図２は凹部が形成されたダイ
ヤモンド砥粒の断面を拡大して示した模式図で５は凹部
１のコーナー部である。超砥粒層形成の超砥粒固定の段
階で、超砥粒の高さを揃える仕上げを行い、その後、１
００μｍのピッチで照射を断続し、位置を変えながら凹
部を形成する。実施例１、２において露出したダイヤモ
ンド砥粒先端部には単数または複数の凹部が形成され
る。照射時レーザービームが超砥粒の露出部と超砥粒層
を形成するボンド材の露出部との境界に跨がる凹部やボ
ンド材の露出部に凹部ができるが、超砥粒層の全面に凹
部を形成すれば、優れた超砥粒工具が得られる。
【００１７】図３は別の実施例による超砥粒層の上面よ
りの電子顕微鏡による５０倍の拡大写真で、上部より半
島状あらわれた黒枠内が超砥粒で、該超砥粒中に黒色に
点々と顕らわれているのが凹部である。同凹部はボンド
材表面にも形成されている。本発明はダイヤモンド砥
粒、ＣＢＮ砥粒を用いたものに適用できる。
りの電子顕微鏡による５０倍の拡大写真で、上部より半
島状あらわれた黒枠内が超砥粒で、該超砥粒中に黒色に
点々と顕らわれているのが凹部である。同凹部はボンド
材表面にも形成されている。本発明はダイヤモンド砥
粒、ＣＢＮ砥粒を用いたものに適用できる。
【００１８】本発明の方法によれば、レーザービーム
を、使用により切れ味が低下した超砥粒工具の超砥粒層
に照射して凹部を形成することにより、工具の再生も可
能となる。
を、使用により切れ味が低下した超砥粒工具の超砥粒層
に照射して凹部を形成することにより、工具の再生も可
能となる。
【００１９】
【発明の効果】すでに述べたように、本発明では比較的
大きな粗粒のダイヤモンド砥粒を用い、前記砥粒は接触
面を拡げてボンド材等によつて機械的に安定して保持さ
れ、砥粒層の砥粒先端部に直径５０μｍ以上、かつ深さ
３０μｍ以上の独立した凹部を単数ないし複数個設けて
いるので、これら凹部形成端部が切れ刃あるいはさらえ
刃として働き、有効砥粒数を増大させたのと同様の効果
があり、被加工面の精度を向上させるとともに、前記凹
部は互いに独立しているので、これらの凹部の存在が起
因となって、研削時、加圧力によって工具に破損が生ず
る恐れは少ないものと推定される。
大きな粗粒のダイヤモンド砥粒を用い、前記砥粒は接触
面を拡げてボンド材等によつて機械的に安定して保持さ
れ、砥粒層の砥粒先端部に直径５０μｍ以上、かつ深さ
３０μｍ以上の独立した凹部を単数ないし複数個設けて
いるので、これら凹部形成端部が切れ刃あるいはさらえ
刃として働き、有効砥粒数を増大させたのと同様の効果
があり、被加工面の精度を向上させるとともに、前記凹
部は互いに独立しているので、これらの凹部の存在が起
因となって、研削時、加圧力によって工具に破損が生ず
る恐れは少ないものと推定される。
【図１】台金上に形成される本発明の超砥粒層断面の模
式図である。
式図である。
【図２】超砥粒断面の拡大模式図である。
【図３】超砥粒層の上面よりの電子顕微鏡拡大写真であ
る。
る。
１ 凹部 ２ 超砥粒層 ３ 台金 ４ 超砥粒 ５ 凹部１のコーナー部 Ｈ 凹部深さ Ｄ 凹部直径
Claims (4)
- 【請求項１】 超砥粒をボンド材で結合してなる超砥粒
層を有する超砥粒工具において、該超砥粒層の超砥粒露
出部にレーザービームによる単数または複数の凹部が形
成されていることを特徴とする超砥粒工具。 - 【請求項２】 前記凹部の直径並びに深さは２０μｍ以
上であること特徴とする請求項１記載の超砥粒工具。 - 【請求項３】 超砥粒層のボンド材露出部および超砥粒
とボンド材露出部の境界にまたがる凹部が形成されてい
ることを特徴とする請求項１、または請求項２記載の超
砥粒工具。 - 【請求項４】 使用により切れ味が低下した超砥粒工具
の超砥粒層にレーザービームを照射して凹部を形成する
ことを特徴とする請求項１、請求項２または請求項３記
載の超砥粒工具の製造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16959397A JPH11867A (ja) | 1997-06-10 | 1997-06-10 | 超砥粒工具およびその製造方法 |
| US09/077,024 US6312324B1 (en) | 1996-09-30 | 1997-09-24 | Superabrasive tool and method of manufacturing the same |
| KR1019980703950A KR100293863B1 (ko) | 1996-09-30 | 1997-09-24 | 초지립공구와그제조방법 |
| PCT/JP1997/003369 WO1998014307A1 (fr) | 1996-09-30 | 1997-09-24 | Outil superabrasif et son procede de fabrication |
| EP97941208A EP0870578A4 (en) | 1996-09-30 | 1997-09-24 | SUSPERABRASIVE HIGHLY ABRASIVE TOOL AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16959397A JPH11867A (ja) | 1997-06-10 | 1997-06-10 | 超砥粒工具およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11867A true JPH11867A (ja) | 1999-01-06 |
Family
ID=15889372
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16959397A Pending JPH11867A (ja) | 1996-09-30 | 1997-06-10 | 超砥粒工具およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11867A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4870845A (en) * | 1986-05-02 | 1989-10-03 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Working apparatus for crankshaft |
-
1997
- 1997-06-10 JP JP16959397A patent/JPH11867A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4870845A (en) * | 1986-05-02 | 1989-10-03 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Working apparatus for crankshaft |
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